JPH01123052A - 超低熱膨脹合金及びその製造方法 - Google Patents
超低熱膨脹合金及びその製造方法Info
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- JPH01123052A JPH01123052A JP28069387A JP28069387A JPH01123052A JP H01123052 A JPH01123052 A JP H01123052A JP 28069387 A JP28069387 A JP 28069387A JP 28069387 A JP28069387 A JP 28069387A JP H01123052 A JPH01123052 A JP H01123052A
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- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 33
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/005—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment of ferrous alloys
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の分野〕
本発明は機械的強度が高く、熱膨張係数が極めて小さく
、かつ負の値をもつ超然膨張合金およびその製造方法に
関するものである。
、かつ負の値をもつ超然膨張合金およびその製造方法に
関するものである。
従来、低熱膨張係数を有する合金としてはFe63.5
’4 、’ Ni 36.5 %およびFe 63.
0 % 、 Ni 32.0% 、 Co 5.0%が
有り、一般計測機器に用いられている。しかし、これら
の合金は一10〜+100℃付近の熱膨張係数が+〇、
5 X 10 /’Cでしかも機械強度が46〜60に
9/70に限られている。ところが最近計測機器の部品
材料として、さらに小さな熱膨張係数ならびに負の熱膨
張係数を有すると共に機械的強度の高い合金が要求され
ろようになってきた。
’4 、’ Ni 36.5 %およびFe 63.
0 % 、 Ni 32.0% 、 Co 5.0%が
有り、一般計測機器に用いられている。しかし、これら
の合金は一10〜+100℃付近の熱膨張係数が+〇、
5 X 10 /’Cでしかも機械強度が46〜60に
9/70に限られている。ところが最近計測機器の部品
材料として、さらに小さな熱膨張係数ならびに負の熱膨
張係数を有すると共に機械的強度の高い合金が要求され
ろようになってきた。
本発明はNi 29.5〜35.0係、 Co 2.0
〜7.0係。
〜7.0係。
Cr 0.001〜2.0 %以下、 Ti 0.00
1〜2.0 To以下を含み、残部Feから成るか、あ
るいはこれを主成分とし、さらに副成分としてNb9M
o+W2%以下。
1〜2.0 To以下を含み、残部Feから成るか、あ
るいはこれを主成分とし、さらに副成分としてNb9M
o+W2%以下。
Be+ V+ Zr+ Si + 1%以下、 Mn、
Cu+ AI 、 C,5O05俤以下の一種あるい
は二種以上の0.001〜2.0%から成る合金につい
て、簡易な熱処理と加工により発揮し得ることを見出し
たもので、その目的とするところはFe 63.5%、
Ni 36.5 f&およびFe63.0 % 、
Ni 32.0 ’A 、 Co 5.0%の合金より
も機械的強度が高く、シかも熱膨張係数が一50°〜+
100℃の広い温度範囲において、はぼ−2,0〜+0
.5X10=/℃と非常に小さく、超然膨張合金として
用途に充分適合する新規な材料を提供することにある。
Cu+ AI 、 C,5O05俤以下の一種あるい
は二種以上の0.001〜2.0%から成る合金につい
て、簡易な熱処理と加工により発揮し得ることを見出し
たもので、その目的とするところはFe 63.5%、
Ni 36.5 f&およびFe63.0 % 、
Ni 32.0 ’A 、 Co 5.0%の合金より
も機械的強度が高く、シかも熱膨張係数が一50°〜+
100℃の広い温度範囲において、はぼ−2,0〜+0
.5X10=/℃と非常に小さく、超然膨張合金として
用途に充分適合する新規な材料を提供することにある。
上述の簡易な熱処理と加工の方法は次の通りである。
(A)溶体化処理のため600℃以上融点以下の温度で
1分間以上(例えば5分乃至100時間)加熱後、焼入
れすれるかあるいは毎秒1℃以下の速度で徐冷して焼鈍
を行う。
1分間以上(例えば5分乃至100時間)加熱後、焼入
れすれるかあるいは毎秒1℃以下の速度で徐冷して焼鈍
を行う。
CB)上記焼入れ後あるいは焼鈍後加工率10%以上の
冷間加工を行い、さらに50C以上6oo℃以下の温度
で1分間以上(例えば5分乃至100時間)加熱し、つ
いて毎秒1℃以下の速度で徐冷する。
冷間加工を行い、さらに50C以上6oo℃以下の温度
で1分間以上(例えば5分乃至100時間)加熱し、つ
いて毎秒1℃以下の速度で徐冷する。
およびFeのみかあるいはこれを主成分としてさらに副
成分を加え、空気中もしくは不活性ガス中または真空中
において1通常の溶解炉によって溶解した後、 Mn
! Si + Ti+ AI + Caなど少量0.S
S以下添加して有害な不純物を徐き充分に攪拌して組成
的に均一な溶融合金を造る。つぎにこれを鋳型に注入し
て鋳塊を造り、600℃以上融点以下の温度で1分間以
上(例えば5分乃至100時間)加熱保持した後、焼入
れするかあるいは毎秒1℃以下の速度で徐冷する。さら
にこれを常温あるいは常温以上融点以下の温度において
鍛造、圧延、引抜きあるいはスェージして用途に適合す
る形状に成形する。つぎにこれを50℃以上6oo℃以
下の温度で1分間以上(例えば5分乃至100時間)加
熱し。
成分を加え、空気中もしくは不活性ガス中または真空中
において1通常の溶解炉によって溶解した後、 Mn
! Si + Ti+ AI + Caなど少量0.S
S以下添加して有害な不純物を徐き充分に攪拌して組成
的に均一な溶融合金を造る。つぎにこれを鋳型に注入し
て鋳塊を造り、600℃以上融点以下の温度で1分間以
上(例えば5分乃至100時間)加熱保持した後、焼入
れするかあるいは毎秒1℃以下の速度で徐冷する。さら
にこれを常温あるいは常温以上融点以下の温度において
鍛造、圧延、引抜きあるいはスェージして用途に適合す
る形状に成形する。つぎにこれを50℃以上6oo℃以
下の温度で1分間以上(例えば5分乃至100時間)加
熱し。
ついて毎秒1℃以下の速度で徐冷して製品とする。
つぎに本発明の実施例について述べる。
第1表に示す合金成分の全量(約IKf)をアルミナ坩
堝中で、 Arガスを通じながら高周波誘導電気炉によ
り溶解した後、溶湯なよく攪拌し、鉄型に鋳込んで、3
5朋X35m1)1にの角型鋳塊を得た。つぎにその一
部を鍛造によって約10顛の丸棒にし。
堝中で、 Arガスを通じながら高周波誘導電気炉によ
り溶解した後、溶湯なよく攪拌し、鉄型に鋳込んで、3
5朋X35m1)1にの角型鋳塊を得た。つぎにその一
部を鍛造によって約10顛の丸棒にし。
1000℃で1時間加熱後100℃/時間の速度で冷却
した。それを常温で種々の加工率を施して、丸棒にし、
それから長さ10crILの丸棒2本を切りとり1本を
冷間加工状態、他方を100℃、200℃、400℃、
600℃、800℃および1000℃で1時間加熱した
後100℃/時間の速度で冷却して測定に供した。
した。それを常温で種々の加工率を施して、丸棒にし、
それから長さ10crILの丸棒2本を切りとり1本を
冷間加工状態、他方を100℃、200℃、400℃、
600℃、800℃および1000℃で1時間加熱した
後100℃/時間の速度で冷却して測定に供した。
る
常温および高温にお饋誠膨張係数は縦型と横型膨張計に
より測定した。
より測定した。
第1表には代表的なインバ合金(Fe 63.0 %
。
。
Ni 32.0%、 Co 5.0%)と本発明合金の
測定値が比較して示しである。この表から明らかな如く
。
測定値が比較して示しである。この表から明らかな如く
。
本発明合金はいずれも従来のインバー合金に比較ンバー
合金と本発明の代表的な合金について、それぞれ冷間加
工率と再加熱した後、徐冷した状態における一50°〜
+100℃の熱膨張係数ならび熱膨張曲線が示しである
。図から見られるように本発明合金の熱膨張係数は適当
な加工率と熱処理を調整することに−2,0〜+〇、5
X 10 の非常に小さな値が得られることがわか
る。従って本発明合金は常温および高温において使用す
る一般測定器。
合金と本発明の代表的な合金について、それぞれ冷間加
工率と再加熱した後、徐冷した状態における一50°〜
+100℃の熱膨張係数ならび熱膨張曲線が示しである
。図から見られるように本発明合金の熱膨張係数は適当
な加工率と熱処理を調整することに−2,0〜+〇、5
X 10 の非常に小さな値が得られることがわか
る。従って本発明合金は常温および高温において使用す
る一般測定器。
標準尺および精密機器の材料として非常に好適である。
最後に本発明合金の組成を限定した理由についてのべる
。まずNi−Co−Cr−Ti −Fe 三元合金にお
いて組成なNi 29.5〜35J) % 、 Co
2.0〜7.0% 、 Cr 0.001〜2.0 %
以下、 Ti 0.001〜2.0%以下、残部Feと
限定したのはその組成範囲以外では熱膨張係数が本発明
の目的とする−2.0〜+0.5×10 の範囲をこ
えるからである。Crは耐食性および機械的強度の改善
元素であり、またTiはNiとの金属間化合物を形成さ
せ1強度を上昇させるに有用な元素である。
。まずNi−Co−Cr−Ti −Fe 三元合金にお
いて組成なNi 29.5〜35J) % 、 Co
2.0〜7.0% 、 Cr 0.001〜2.0 %
以下、 Ti 0.001〜2.0%以下、残部Feと
限定したのはその組成範囲以外では熱膨張係数が本発明
の目的とする−2.0〜+0.5×10 の範囲をこ
えるからである。Crは耐食性および機械的強度の改善
元素であり、またTiはNiとの金属間化合物を形成さ
せ1強度を上昇させるに有用な元素である。
つぎに副成分なNb、 Mo、 W 2 ’4以下+
Be+ v’+Zr l si 1%以下、 Mn+
Cu+ AI + Cr S 0.5%以下の一種ある
いは二種以上の全io、001〜2.0チと限定したの
は、これらの組成範囲以外では熱膨張係数が本発明の目
的とする−2.0〜+〇、5 X 10 の範囲をこ
えるからである。Nb + Mo + Wt V+添加
については機械的強度と耐食性の改善元素とし、またB
e l Zr I Cu l At I CI Sにつ
いては機械的強度の改善元素とした。Mn + Stは
溶解時における脱酸剤として有効に寄与する。Ni+C
o+Fe元素は熱膨張係数を左右する最も重要な元素で
ある。
Be+ v’+Zr l si 1%以下、 Mn+
Cu+ AI + Cr S 0.5%以下の一種ある
いは二種以上の全io、001〜2.0チと限定したの
は、これらの組成範囲以外では熱膨張係数が本発明の目
的とする−2.0〜+〇、5 X 10 の範囲をこ
えるからである。Nb + Mo + Wt V+添加
については機械的強度と耐食性の改善元素とし、またB
e l Zr I Cu l At I CI Sにつ
いては機械的強度の改善元素とした。Mn + Stは
溶解時における脱酸剤として有効に寄与する。Ni+C
o+Fe元素は熱膨張係数を左右する最も重要な元素で
ある。
第1図は本発明の代表的な合金の熱膨張係数と冷間加工
率との関係を示したグラフである。 第2図は本発明の代表的な合金の80チ冷間加工後時効
温度との関係を示したグラフである。 ?53図は本発明の代表的な合金の400℃で時効した
状態の熱膨張曲線と従来のインバー合金と比較したり゛
ラフである。 特許出願人 財団法人電気磁気材料研究所代 理 人
弁理士玉蟲久五部(外2名)第 1 図 P x+o−’ 温 度 〔0c〕
率との関係を示したグラフである。 第2図は本発明の代表的な合金の80チ冷間加工後時効
温度との関係を示したグラフである。 ?53図は本発明の代表的な合金の400℃で時効した
状態の熱膨張曲線と従来のインバー合金と比較したり゛
ラフである。 特許出願人 財団法人電気磁気材料研究所代 理 人
弁理士玉蟲久五部(外2名)第 1 図 P x+o−’ 温 度 〔0c〕
Claims (3)
- (1)重量比にてNi29.5〜35%、Co2.0〜
7.0%の範囲において、Cr0.001〜2.0%以
下、Ti0.001〜2.0%以下を含み残部は実質的
にはFeから成り、熱膨張係数が−2.0×10^−^
6〜+0.5×10^−^6の範囲であることを特徴と
する超低熱膨張合金。 - (2)重量比にて主成分として、Ni29.5〜35.
0%、Co2.0〜7.0%、Cr0.001〜2.0
%、Ti0.001〜2.0%および残部Feからなる
合金に、副成分としてNb、Mo、W2%以下、Be、
V、Zr、Si1%以下、Mn、Cu、Al、C、S0
.5%以下のうち少くとも一種または二種以上の全量0
.001〜2.0%を含有してなり、熱膨張係数が−2
.0〜+0.5×10^−^6であることを特徴とする
超低熱膨張合金。 - (3)前記特許請求の範囲第1項又は第2項に記載の超
低熱膨張合金において、 (A)600℃以上融点以下の高温で1分間以上加熱し
て均質溶体化処理をした後、焼入れするか或いは毎秒1
℃以下の速度で徐冷して焼鈍を行い、(B)上記焼入れ
後あるいは焼鈍後、10%以上の冷間加工を行い、 (C)上記冷間加工後、50℃以上600℃以下の温度
で1分間以上100時間以下加熱しついて毎秒1℃以下
の速度で徐冷することにより熱膨張係数が−2.0〜+
0.5×10^−^6の範囲であることを特徴とする超
低熱膨張合金の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62280693A JP2796966B2 (ja) | 1987-11-06 | 1987-11-06 | 超低熱膨脹合金及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62280693A JP2796966B2 (ja) | 1987-11-06 | 1987-11-06 | 超低熱膨脹合金及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01123052A true JPH01123052A (ja) | 1989-05-16 |
JP2796966B2 JP2796966B2 (ja) | 1998-09-10 |
Family
ID=17628628
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62280693A Expired - Fee Related JP2796966B2 (ja) | 1987-11-06 | 1987-11-06 | 超低熱膨脹合金及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2796966B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4910945A (en) * | 1987-04-17 | 1990-03-27 | Strapack Corporation | Band feeding and tightening apparatus for strapping machine |
WO1994029057A1 (fr) * | 1993-06-09 | 1994-12-22 | Charles Hauser | Dispositif de sciage d'une piece en materiau dur ou fragile |
WO1998041665A1 (fr) * | 1997-03-18 | 1998-09-24 | Sumitomo Special Metals Co., Ltd. | Alliage a faible dilatation thermique |
JP2011162820A (ja) * | 2010-02-08 | 2011-08-25 | Res Inst Electric Magnetic Alloys | 高強度低熱膨張合金及びその製造法並びに精密機器 |
KR102030834B1 (ko) * | 2019-05-20 | 2019-10-10 | 국방과학연구소 | 철-니켈-코발트 3원계 합금의 열처리 방법 및 이에 의해 열처리된 철-니켈-코발트 3원계 합금 |
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JPS5741350A (en) * | 1980-08-25 | 1982-03-08 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Alloy with high strength, high ductility and low thermal expansibility and its manufacture |
-
1987
- 1987-11-06 JP JP62280693A patent/JP2796966B2/ja not_active Expired - Fee Related
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CN1075564C (zh) * | 1997-03-18 | 2001-11-28 | 住友特殊金属株式会社 | 低热膨胀合金 |
JP2011162820A (ja) * | 2010-02-08 | 2011-08-25 | Res Inst Electric Magnetic Alloys | 高強度低熱膨張合金及びその製造法並びに精密機器 |
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---|---|
JP2796966B2 (ja) | 1998-09-10 |
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